Fisiologi dan Karakterisasi Gen Terkait Pengumbian pada Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz) Genotipe Lokal Manggu
View/ Open
Date
2020Author
Siswati, Leni
Ardie, Sintho Wahyuning
Khumaida, Nurul
Metadata
Show full item recordAbstract
Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan salah satu tanaman yang
banyak dibudidayakan oleh masyarakat Indonesia. Ubi kayu banyak dimanfaatkan
baik untuk konsumsi langsung maupun untuk kebutuhan industri. Umbi ubi kayu
berkembang dari bagian akar. Pati merupakan salah satu kandungan umbi ubi kayu
yang banyak dimanfaatkan baik untuk kebutuhan pangan maupun non-pangan.
Salah satu gen yang terlibat dalam biosintesis pati adalah sucrose synthase (SuSy).
Kebutuhan ubi kayu diprediksi akan terus meningkat sejalan dengan meningkatnya
penduduk Indonesia dan berkembangnya industri berbahan ubi kayu. Tujuan
penelitian ini adalah untuk (1) mempelajari dan memahami pengaruh panjang setek
batang ubi kayu terhadap perkembangan akar dan fisiologi pengumbian ubi kayu
genotipe lokal Manggu, (2) memperoleh dan mengkarakterisasi gen SuSy dari ubi
kayu genotipe lokal, (3) mengindentifikasi situs SNP gen SuSy dari beberapa
genotipe ubi kayu.
Percobaan ini terdiri dari percobaan 1a, 1b, dan 2. Percobaan 1a dilakukan
di kebun percobaan Cikabayan dan Laboratorium Mikrotehnik Departemen
Agronomi dan Hortikultura IPB dari bulan April sampai Juli 2018. Penanaman
dilakukan di polibag dengan jarak tanam 1 m x 1 m. Bahan tanam yang digunakan
adalah ubi kayu genotipe lokal Manggu. Rancangan penelitian yang digunakan
adalah rancangan acak kelompok dengan 2 taraf perlakuan panjang setek yaitu 15
cm dan 30 cm. Penelitian ini dilakukan dengan 3 ulangan. Pengamatan dilakukan
setiap minggu secara destruktif pada peubah tajuk (jumlah tunas hijau, jumlah
daun, diameter batang, tinggi tanaman), peubah akar (jumlah akar basal dan akar
nodal, panjang akar basal dan akar nodal, jumlah dan panjang akar lateral yang
tumbuh dari akar basal dan akar nodal, jumlah umbi yang berkembang dari akar
basal dan akar nodal), peubah anatomi akar (lebar korteks dan lebar stele). Akar
tanaman ubi kayu genotipe lokal Manggu dapat teramati sejak 1 MST. Biomasa
akar pada tanaman ubi kayu genotipe lokal Manggu terdiri atas akar nodal, akar
basal, lateral nodal, dan akar lateral basal. Jumlah dan panjang akar nodal, akar
basal, dan akar lateral terus meningkat sejak 1-12 MST. Akar lateral merupakan
jumlah akar terbanyak pada biomasa akar tanaman ubi kayu genotipe lokal
Manggu. Pengisian umbi pada ubi kayu genotipe lokal Manggu terjadi pada akar
nodal dan akar basal yang diinisiasi sejak 5 MST. Terdapat korelasi positif pada
peubah jumlah total umbi dengan jumlah umbi nodal, jumlah umbi basal, jumlah
akar basal, panjang akar basal, dan berkorelasi negatif dengan jumlah daun.
Perlakuan panjang setek berpengaruh nyata terhadap jumlah tunas hijau dan
diameter batang sedangkan pada peubah akar dan anatomi akar melintang
menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata. Karakter jumlah daun dapat dijadikan
sebagai seleksi tidak langsung untuk tanaman ubi kayu pengumbian cepat pada 9
MST.
Untuk mengetahui proses pengisian umbi pada tanaman ubi kayu, maka
dilakukan percobaan 1b. Percobaan ini dilakukan di kebun percobaan Cikabayan
IPB dari bulan Desember 2017 – September 2018. Penanaman dilakukan di lahan
dengan jarak tanam 1 x 1 m. Bahan tanam yang digunakan adalah ubi kayu genotipe
lokal Manggu. Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan acak
kelompok dengan 2 taraf perlakuan panjang setek yaitu panjang setek 15 cm dan
30 cm. Penelitian ini dilakukan dengan 3 ulangan. Pengamatan dilakukan setiap
bulan secara destruktif pada peubah pertumbuhan dan peubah fisiologi. Kandungan
fisikokimia dan biokimia dianalisis pada 5, 7, dan 9 BST. Pengisian umbi ubi kayu
genotipe lokal Manggu teramati pada 3 BST. Perlakuan ukuran setek dengan
panjang 30 cm pada penanaman ubi kayu selama 9 BST memberikan pengaruh
nyata pada karakter jumlah daun, tinggi tanaman, luas kanopi, indeks luas daun,
bobot basah dan kering umbi, bobot basah dan kering biomasa, serta diameter umbi.
Hasil uji korelasi menunjukkan jumlah umbi berkorelasi positif dengan bobot
kering umbi, jumlah klorofil, jumlah daun, lebar kanopi, dan indeks luas daun.
Bobot basah umbi berkorelasi positif dengan lebar kanopi. Bobot kering umbi
berkorelasi positif dengan lebar kanopi dan bobot basah umbi. Hal ini menunjukkan
seluruh jumlah daun yang tumbuh pada penelitian ini dapat dimanfaatkan secara
efektif dan maksimal untuk menghasilkan fotosintat dan disimpan dalam organ
penyimpanan. Penanaman ubi kayu dengan ukuran setek 30 cm dapat diterapkan
untuk meningkatkan produksi umbi ubi kayu. Karakter jumlah daun dan lebar
kanopi dapat dijadikan sebagai seleksi tidak langsung untuk tanaman ubi kayu
produksi tinggi pada 9 BST.
Percobaan 2 dilakukan untuk mengkarakterisasi gen yang terlibat pada
biosintesis pati ubi kayu yaitu gen sucrose sinthase (SuSy). Penelitian ini dilakukan
pada bulan Juli 2018-Agustus 2018 di Laboratorium Plant Molecular Biology,
AGH-IPB. DNA genom diisolasi dari daun ubi kayu 7 genotipe (Manggu, Jame-
Jame, Ratim, UJ-5, Adira-4, dan Malang-4) menggunakan metode cetyl-trimethylammonium
bromide (CTAB). Empat pasang primer spesifik gen dirancang untuk
mengamplifikasi sekuen utuh (full length) gen SuSy dengan referensi yang diambil
dari GenBank database gen SuSy pada tanaman ubi kayu berupa coding sequences
(cds) aksesi DQ443534.1. Sekitar 1 277-2 943 pb berhasil diamplifikasi dengan
empat pasang primer pada tujuh genotipe ubi kayu. Fragmen tersebut menunjukkan
kemiripan 94.47-100% pada gen SuSy yang terdeposit pada GenBank (nomor aksesi
Predicted: Manihot esculenta sucrose synthase (LOC110603638), transcript variant
X4, mRNA) pada situs NCBI. Pohon filogenetik menunjukkan 7 sampel sekuen
hasil amplifikasi membentuk 2 kelompok kemiripan yaitu Adira-4, Malang-4,
Manggu, Gajah, DQ443534.1 sebagai kelompok 1 dengan nilai bootstrap 99 dan
UJ-5, Ratim, Jama-Jame sebagai kelompok 2 dengan nilai bootstrap 100.
Berdasarkan analisis dengan menggunakan software Geneious terdapat beberapa
situs SNP yang terdapat pada hasil amplifikasi primer F1, F3, dan F4. Situs-situs
ini berpotensi untuk dikembangkan sebagai marka molekuler single nucleutide
amplified polymorphism (SNAP).
Collections
- MT - Agriculture [3696]